JPH0892083A - 破骨細胞による骨吸収活性抑制剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術の難点を解消し、効果的に破骨細胞
による骨吸収を抑制することができ、しかも安全性の高
い薬剤を提供する。 【構成】 式 【化１】 で表される有機ゲルマニウム化合物を有効成分とするこ
とを特徴とする。本発明剤は破骨細胞による骨吸収を濃
度依存的に抑制することができ、安全性が高く、しかも
骨芽細胞を活性化するという効果をも併有するという、
従来は提供されていなかった薬剤である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、破骨細胞による骨吸収
活性抑制剤に関するものであり、更に詳しくは、有機ゲ
ルマニウム化合物を主剤とし、優れた抑制効果を示す破
骨細胞による骨吸収活性抑制剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】骨は、常に骨の形成と骨の溶解を繰り返
し、骨リモデリングを行っていて、組織学的には骨リモ
デリングは、破骨細胞による骨吸収が行われ、その後、
吸収された部位に骨芽細胞によって骨が作られ、このよ
うな一連のリモデリングによる吸収と形成のバランスに
異常が生じると、骨量が滅少し、骨粗鬆症になるとされ
ている。

【０００３】作用機序の面から、骨吸収抑制作用と骨形
成促進作用のどちらかいずれかの作用を有する薬剤が、
骨粗鬆症治療薬として使用可能と考えられ、現在、この
ような骨粗鬆症治療薬或いは治験薬としては、エストロ
ジェン、カルシトニン、イプリフラボン、ビスフォスフ
ォネート（エタン−１−ハイドロキシ−１，１−ジフォ
スフェート［ＥＨＤＰ］、ジソジウムジハイドロゲンメ
チレンビフォスフォネート モノハイドレート［ＹＭ−
１７５]）、活性型ビタミンＤ₃誘導体（１α−ハイドロ
キシビタミンＤ₃、１，２５ジハイドロキシビタミン
Ｄ₃、２β−（３−ヒドロキシプロポキシ）−１α，２
５ジハイドロキシビタミンＤ₃［ＥＤ−７１］、２４
Ｒ，２５ジハイドロキシビタミンＤ₃［２４Ｒ，２５
（ＯＨ）₂Ｄ₃］）、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）、ビタ
ミンＫ₂、性ステロイド誘導体などがあげられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の薬剤は、以下に示すように、いずれも何らかの副作
用が問題視されていた。 （１）エストロジエン：基本的作用は、骨吸収抑制効果
であり、一過性に骨密度は増加するが、その増加は頭打
ちの傾向を示し、骨形成促進作用はないと考えられ、一
方で、乳癌の危険性が大であり、性器出血や肝胃腸障害
も報告されている。

【０００５】（２）カルシトニン：純然たる骨吸収抑制
剤であり、骨損失を抑え、骨量の増加はみられるが、そ
の効果は用量依存性なので頻回な注射が必要であり、一
方、ショック症状、肝胃腸障害、顔面紅潮や悪心等が報
告されている。

【０００６】（３）イプリフラボン：骨吸収抑制とカル
シトニン分泌の促進によると考えられてきたが、臨床的
には効果があまり認められず、現在進行中の第４相試験
の結果待ちでああり、肝腎胃腸障害、過敏症状、めまい
やふらつき等が報告されている。

【０００７】（４）ビスフォスフォネート：骨基質に取
り込まれることによって骨吸収抑制作用を示すものの、
骨形成作用はないと考えられているる薬剤で、確実に骨
密度の増加をもたらすが、過度の骨吸収抑制が問題点と
なっている。消化器障害、骨石灰化障害や皮疹等が報告
されている。

【０００８】（５）活性型ビタミンＤ₃誘導体：作用機
序は腸管よりカルシウムの吸収を増加することとされて
おり、最近の基礎研究では、石灰化促進作用及び骨吸収
抑制作用も確認されているが、高カルシウム血症を引き
起こすという難点があり、高カルシウム血症を起さない
誘導体の開発が待たれている。

【０００９】（６）ＰＴＨ：骨形成作用を示し、間欠投
与により骨形成をもたらすが、持続的に投与すると骨吸
収作用をきたすので、投与に注意を要する薬剤であり、
肝消化器障害、ショック障害や顔面紅潮等が報告されて
いる。

【００１０】（７）ビタミンＫ₂：従来の薬剤とは異な
った新しい作用機序を持ち、骨吸収抑制効果と骨形成促
進効果の両作用を有している。臨床試験は第３相まで終
了しているが、一方で過敏症、消化器障害、発疹や顔面
紅潮等が報告されている。

【００１１】（８）性ステロイド誘導体：強い骨密度増
加作用を示すが副作用が大という難点がある。

【００１２】本発明は、このような従来技術を背景とし
てなされたものであり、その目的とするところは、効果
的に破骨細胞による骨吸収を抑制することができ、しか
も安全性の高い薬剤を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用した破骨細胞による骨吸収活性抑制剤の
構成は、式

【化２】 で表される有機ゲルマニウム化合物を有効成分とするこ
とを特徴とするものである。

【００１４】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１５】本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑制剤
は、上記式で表わされる特定の有機ゲルマニウム化合物
を有効成分としているので、まずこの化合物について説
明すると、プロピオン酸誘導体とゲルマニウム原子とが
結合したゲルミルプロピオン酸を基本骨格とし、当該基
本骨格におけるゲルマニウム原子と酸素原子とが２：３
の割合で結合したものである。

【００１６】而して、上記構造の有機ゲルマニウム化合
物は様々な方法により製造することができ、その一例を
示せば、下記反応式に示すように、トリクロルゲルミル
プロピオン酸等のトリハロゲルミルプロピオン酸を加水
分解すれば良いのである。

【化３】

【００１７】尚、上記有機ゲルマニウム化合物を表わす
式は、それを結晶として単離した状態に相当するもの
で、水溶液中ではゲルマニウム−酸素結合が加水分解を
受け、

【化４】 なる構造をとることがわかっており、更に、上記有機ゲ
ルマニウム化合物は以下の式で表すこともできる。

【化５】

【００１８】又、本発明では、例えば特開昭５９−１８
３９９号公報に記載されている次のような構造の化合物
の内、ｎ＝１、Ｒ₄＝Ｒ₅＝Ｈの化合物を同様に使用する
ことができる。

【化６】

【化７】

【００１９】すでに述べたように、本発明の破骨細胞に
よる骨吸収活性抑制剤は、上記有機ゲルマニウム化合物
を有効成分としているものであるが、その投与ルートに
ついては特に制限を受けることはなく、経口的、非経口
的或いは局所的に投与することができる。

【００２０】剤形についても特に制限を受けることはな
く、必要に応じ公知の担体等を併用して、錠剤、散剤或
いはカプセル剤等の経口投与剤、又は、注射剤等の非経
口剤等に製剤されるものである。

【００２１】又、本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑
制剤における有機ゲルマニウム化合物の含有量は、必要
に応じ、例えば５〜５００ｍｇ／１投与単位程度とすれ
ばよく、投与量としては、症状等に応じ、例えば１〜１
００ ｍｇ／Ｋｇ／日程度とすればよい。

【００２２】尚、本発明で使用する有機ゲルマニウム化
合物の毒性は極めて低く、例えば、経口投与によるマウ
スのＬＤ₅₀で６ｇ以上、ラットでは１０以上である。

【００２３】

【実施例】次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。

【００２４】実施例 １．実験方法と材料 生後１０日令のラビット（体重；ｌｌ０ｇ）から大腿骨
を摘出し、α−ＭＥＭ培養液中で細切した後、撹拌し骨
組織から全骨細胞を分離した。一方、厚さｌ５０μｍ、
直径６ｍｍの円盤状の象牙片を作製し、７５％アルコー
ルにより消毒した後、α−ＭＥＭにより洗浄し、骨吸収
用材料とした。５％胎子牛血清を含むα−ＭＥＭ培養液
に細胞を懸濁させ、象牙片の入った９６穴プレートにｌ
×１０⁵／ｗｅｌｌの濃度で細胞をまき、１週間培養し
た。更に、ＰＴＨ（１×１０^-8Ｍ）、又は、１，２５
（ＯＨ）₂Ｄ₃（１×１０^-8Ｍ）と共に、本発明の破骨細
胞による骨吸収活性抑制剤（有機ゲルマニウム化合物含
有量：０．３〜１１．０μｇ／ｍｌ）を添加して４日間
培養した。

【００２５】破骨細胞の形成は酒石酸耐性酸フオスファ
ターゼ（ＴＲＡＰ）染色によって調べ、骨吸収活性は、
象牙片から細胞を剥離した後、酸ヘマトキシレン（Ｓｉ
ｇｍａ社製）により切片上の吸収窩を染色し、吸収窩の
面積によって評価した。尚、この面積は光学頭微鏡によ
り象牙片上に形成された吸収窩をカバーするメッシュ数
より判定した。又、破骨細胞による象牙片上の吸収を組
織学的に観察するため、試料を０．５％グルタールアル
デヒドで固定後、ＥＤＴＡで２週間脱灰し、その後１％
ＯｓＯ₄で後固定し、通常の方法によりエタノールで脱
水してからエポキシレジンに包埋重合し、試料からダイ
ヤモンドナイフで超薄切片を作成し、電子頭微鏡下で観
察した。

【００２６】２．結果 １×１０⁵個の全骨細胞を象牙片上で１週間培養した
後、１×１０^-8Ｍの１，２５ジハイドロキシビタミンＤ
₃（１，２５（ＯＨ）₂Ｄ₃）又はＰＴＨを加えて培養す
ると、ＴＲＡＰ陽性の多核細胞が形成され（図１及び図
４）、又、骨吸収も起った（図１及び図２）。これらの
ホルモンと共に本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑制
剤を０．３、１．０、３．０及び１１．０μｇ／ｍｌ加
えると、多核細胞の形成及び骨吸収は有意に抑制された
（図１、図３及び図５）。

【００２７】更に、細胞を電子頭微鏡で観察した。この
結果、１，２５（ＯＨ）₂Ｄ₃などで形成された細胞は、
多核で破骨細胞特有なＲｕｆｆｌｅｄ Ｂｏｒｄｅｒの
存在が確認でき（図６）、これに対し、本発明の破骨細
胞による骨吸収活性抑制剤を添加した場合は、破骨細胞
に変化がみられ、Ｒｕｆｆｌｅｄ Ｂｏｒｄｅｒの構造
が消失し、又、破骨細胞の萎縮も観察できた（図７）。

【００２８】次に、この抑制効果が細胞毒性によるもの
かどうか調べた。培養４日目において、１，２５（Ｏ
Ｈ）₂Ｄ₃と本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑制剤を
添加した群は、１,２５（ＯＨ）₂Ｄ₃のみの添加群に対
し骨吸収活性の抑制を示した。この１,２５（ＯＨ）₂Ｄ
₃と本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑制剤添加群か
ら、本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑制剤を培養２
日目で除去し、１，２５（ＯＨ）₂Ｄ₃のみで更に２日間
培養を続けると骨吸収活性は増加した（図８）。即ち、
本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑制剤の骨吸収抑制
作用は、細胞毒性によるものではなく、又、その作用は
可逆的であると考えられた。

【００２９】

【発明の効果】上記実施例より明らかなように、本発明
の破骨細胞による骨吸収活性抑制剤は、破骨細胞による
骨吸収活性を濃度依存的に抑制し、しかも毒性や副作用
がほとんどなく、長期間にわたり安全に投与することが
できるものである。

【００３０】又、本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑
制剤は、in vitroにおいて骨芽細胞を活性化する作用を
併有しており（特開昭６３−１０７９２０号公報参
照）、即ち、本発明の破骨細胞による骨吸収活性抑制剤
は、従来の薬剤にはみられない骨吸収抑制効果と骨形成
促進効果の二面性を有しているのである。

【００３１】従って本発明の破骨細胞による骨吸収活性
抑制剤は、従来の薬剤とはまったく異なった新しい作用
機序により、骨梁を維持すると共に骨密度を増加させる
ことのできる、最も理想的な骨粗鬆症治療薬の一つとし
て使用することができるものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明剤により骨吸収窩の面積が減少すること
を示すグラフである。

【図２】ラビットの大腿骨細胞に対し、１，２５（Ｏ
Ｈ）₂Ｄ₃を加えて培養した場合に骨吸収が起ったことを
示す骨吸収窩の写真である。

【図３】本発明剤により骨吸収が抑制されたことを示す
骨吸収窩の写真である。

【図４】ラビットの大腿骨細胞に対し、１，２５（Ｏ
Ｈ）₂Ｄ₃を加えて培養した場合に多核細胞（破骨細胞）
が形成されたことを示す細胞の写真である。

【図５】本発明剤により多核細胞（破骨細胞）の形成が
抑制されたことを示す細胞の写真である。

【図６】ラビットの大腿骨細胞に対し、１，２５（Ｏ
Ｈ）₂Ｄ₃を加えて培養した破骨細胞の電子顕微鏡写真で
ある。

【図７】ラビットの大腿骨細胞に対し、本発明剤を加え
て培養した破骨細胞の電子顕微鏡写真である。

【図８】本発明剤の抑制効果が細胞毒性によるものでは
ないことを示すグラフである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明剤により骨吸収窩の面積が減少すること
を示すグラフである。

【図２】ラビットの大腿骨細胞に対し、１，２５（Ｏ
Ｈ）_２Ｄ_３を加えて培養した場合に骨吸収が起こったこ
とを示す骨吸収窩の光学顕微鏡写真である。

【図３】本発明剤により骨吸収が抑制されたことを示す
骨吸収窩の光学顕微鏡写真である。

【図４】ラビットの大腿骨細胞に対し、１，２５（Ｏ
Ｈ）_２Ｄ_３を加えて培養した場合に多核細胞（破骨細
胞）が形成されたことを示す細胞の光学顕微鏡写真であ
る。

【図５】本発明剤により多核細胞（破骨細胞）の形成が
抑制されたことを示す細胞の光学顕微鏡写真である。

【図６】ラビットの大腿骨細胞に対し、１，２５（Ｏ
Ｈ）_２Ｄ_３を加えて培養した破骨細胞の電子顕微鏡写真
である。

【図７】ラビットの大腿骨細胞に対し、本発明剤をを加
えて培養した破骨細胞の電子顕微鏡写真である。

【図８】本発明剤の抑制効果が細胞毒性によるものでは
ないことを示すグラフである。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】破骨細胞の形成は酒石酸耐性酸フオスファ
ターゼ（ＴＲＡＰ）染色によって調べ、骨吸収活性は、
象牙片から細胞を剥離した後、酸ヘマトキシレン（Ｓｉ
ｇｍａ社製）により切片上の吸収窩を染色し、吸収窩の
面積によって評価した。尚、この面積は光学顕微鏡によ
り象牙片上に形成された吸収窩をカバーするメッシュ数
より判定した。又、破骨細胞による象牙片上の吸収を組
織学的に観察するため、試料を０．５％グルタールアル
デヒドで固定後、ＥＤＴＡで２週間脱灰し、その後１％
ＯｓＯ_４で後固定し、通常の方法によりエタノールで脱
水してからエポキシレジンに包埋重合し、試料からダイ
ヤモンドナイフで超薄切片を作成し、電子顕微鏡下で観
察した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式 【化１】 で表される有機ゲルマニウム化合物を有効成分とするこ
   とを特徴とする破骨細胞による骨吸収活性抑制剤。
2. 【請求項２】 骨芽細胞を活性化する作用を併有する請
   求項１に記載の破骨細胞による骨吸収活性抑制剤。